Реферати українською » Физика » Розрахунок ударного струму короткого замикання


Реферат Розрахунок ударного струму короткого замикання

>СОДЕРЖАНИЕ

ЗАПРОВАДЖЕННЯ

1. ЗАВДАННЯ 1

1.1 Розрахунок початкового значення періодичної складової струму притрехфазномКЗ для точки короткого замикання К3

1.2Расчет ударного струмутрехфазного короткого замикання у точці К3

1.3 Розрахунок чинного значення періодичної складової струму трифазного короткого замикання для точки К3

1.4 Розрахунок початкового значення періодичної складової струму притрехфазномКЗ для точки короткого замикання К3 в поіменованих одиницях

2. ЗАВДАННЯ 2

2.1 Розрахунок струму у точці К1 приоднофазномКЗ

2.2 Розрахунок струму у точці К1 придвухфазном замиканні на грішну землю

>ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОКИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛІТЕРАТУРИ


ЗАПРОВАДЖЕННЯ

 

Під час вивчення перехідних процесів розрізняють електромагнітні і електромеханічні процеси, це розподіл умовно. Під електромагнітними процесами в електроенергетичної системі розуміють процеси, викликані обуреннями у ній (короткі замикання, скидання інаброс навантаження, відключення ЛЕП) і з перерозподілом електричної і електромагнітної енергії в електричних і електромагнітних ланцюгах.

Піделектромеханическими перехідними процесами розуміють процеси, викликані обуреннями, що викликають зміна взаємного становища роторів одночасно обертових електричних машин, значних змін ковзання асинхронних двигунів.Электромеханическим перехідним процесам передують електромагнітні процеси, які проходять значно швидше електромеханічних, оскільки з їхньою електромагнітні інерційні постійні у кілька разів менше електромеханічних інерційних постійних часу.

Завдання по першій його частині курсової роботи пов'язані з розрахунком електромагнітних перехідних процесів – струмів короткі замикання в електроустановках понад 1 кВ, а, по другий – електромеханічних перехідних процесів.

Існуюча нормативна документація регламентує вибір електричних апаратів і провідників в умовах короткого замикання (>ПУЭ), методи розрахунку струмів короткого замикання (ГОСТ 27514-87, ГОСТ 29176-91,ГОСТ2825-91).

Розрахунки струмівКЗ проводяться з єдиною метою вибору та електроустаткування в умовах короткого замикання; вибору установок з оцінкою можливого дії релейних захистів; впливу струмів нульової послідовності ліній електропередач на лінії зв'язку; виборузаземляющих пристроїв. Загальні засади при розрахунку струмівКЗ полягають у наступному.

>Регламентировани 4 виду короткі замикання –трехфазноеКЗ (позначення –К(3)),двухфазноеКЗ –К(2),двухфазноеКЗ на грішну землю –К(1,1),однофазноеКЗ –К(1). При виборі устаткування розрахунковим приймається такий її різновидКЗ в аналізованої схемою, у якому струмиКЗ найбільші.

СтрумиКЗ допускається визначати шляхом аналітичних розрахунків із використанням еквівалентних схем заміщення. При розрахунку струмівКЗ повинні бути враховані все синхронні генератори і компенсатори, і навіть синхронні і асинхронні електродвигуни потужністю 100 кВ та більш, коли ці електродвигуни не відділенітокоограничивающими реакторами чи силовими трансформаторами.


>ИСХОДНЫЕДАННЫЕ

Малюнок 1.1. Схема системи електропостачання.

Таблиця 1.1 - Технічні дані повітряних ліній.

Довжина l, км

x0ВЛ,Ом/км однією ланцюг

x0/x1

>ВЛ1 25 0,32 3
>ВЛ2 7,5 0,4 3,5

Таблиця 1.2 - Технічні дані синхронного двигуна.

Тип СД

>P>НОМ, кВт

>cos

,о.е.

>, %
>СД1 СТД 800 0,89 0,162 87
>СД2 1000 0,92 0,138 85

Таблиця 1.3 - Технічні дані трансформатораТ1.

Тип

Потужність P.SНТ, МВА

Напруга обмоток, кВ

UДо, %

>rP>КЗ, кВт

>ВН >НН >ВН-НН
>ТДН-40000 40 121 10,5 (6,3) 10,5 175

Таблиця 1.4 - Технічні дані трансформатораТ2.

Тип

Потужність P.SНТ, МВА

Напруга обмоток, кВ

UДо, %

>rP>КЗ, кВт

>ВН >НН
>ТДН-10000/110 10 115 11 10,5 58

Таблиця 1.5 - Технічні дані статичної навантаження.

>Н1 P.S = 6 МВА >сos = 0,8
>Н2 P.S = 7 МВА >сos = 0,8

Таблиця 1.6 - Технічні дані асинхронного двигуна.

Тип і кількість Потужність, кВт >, % >cos

>2АЗМ 1250 0,89 0,89 5,5

Таблиця 1.7 - Технічні дані синхронного генератора.

ТипСГ Р, МВт >cos

>ТВФ 110 0,8 0,189

У курсової роботі для схеми системи електропостачання, представленої нарис.1.1, типі електроустаткування та інших параметрах схеми, вказаних у індивідуальному завданні, необхідно:

Завдання 1.Рассчитать:

початкова значення періодичної складової струму притрехфазном короткому замиканні у точці К3;

ударний струм трифазного короткого замикання у точці К3.

значення періодичної складової струму трифазного короткого замикання на часt = 0,1 з

Завдання 2.Рассчитать для трьох видів несиметричнихк.з. у точці К1 початкова значення періодичної складової струмук.з. аварійних фаз у точцік.з.


1. ЗАВДАННЯ 1

 

Малюнок 1.1 - Схема заміщення системи.

На рис. 1.1 зображено схема заміщення системи. Параметри елементів схеми заміщення визначаються поіменованих чи відносних одиницях з приведенням значень параметрів розрахункових схем до обраної основний (базисної) щаблі напруги мережі з урахуванням фактичних коефіцієнтів трансформації трансформатора.

Тепер безпосередньо приступимо розрахуватися параметрів схеми заміщення системи. Для розрахунку параметрів відразу в базисних величинах, розрахуємо базисні напруги кожному ступені:

Для розрахунків приймемо МВА.

кВ (п'ять% більше номінального).


 кВ.

 кВ.

 кВ.

 >кА.

 >кАкА.

 >кА.

 

Система.

>Ом

 >о.е.

 >о.е.

 

Повітряні лінії. При розрахунку початкового значення трифазного струмуКЗ враховується лише реактивне опір лінії:

 >Ом

 >Ом

 >о.е.


 >о.е.

>ТрансформаторТ1.Реактивность трансформатора задається напругою короткого замикання в % від номінального напруги. При розрахунку початкового значення трифазного струмуКЗ реактивність трансформатора приймають чисельно рівної напрузі короткого замикання во.е.

ХУ =0,00125u>кВ-Н= 0,0012510,5=0,013Ом

Х>Н1 = Х>Н2 =0,0175u>кВ-Н= 0,017510,5=0,184Ом

 

>ТрансформаторТ2.

 

>Ом

 >о.е.

>Асинхронний двигун. Опір асинхронного двигуна при розрахунку струмівКЗ зазвичай задаєтьсясверхпереходним опором, наведених до номінальним параметрами двигуна :


 >Ом

 >о.е.

>СверхпереходнуюфазнуюЭДС асинхронного двигуна визначаємо:

де -фазное напруга асинхронного двигуна кВ:

;

 - номінальний струм асинхронного двигуна,кА:

;

.

 >о.е

Навантаження.Реактивность іЭДС навантаження в відносних (номінальних) величинах в спрощених розрахунках приймається:

, ,

отже:



>Синхронний двигун СД 1.

>СверхпереходнуюфазнуюЭДС генератора:

де -фазное напруга синхронного двигуна кВ:

;

 - номінальний струм синхронного двигунакА:


;

>о.е.

>Синхронний двигун СД 2.

>СверхпереходнуюфазнуюЭДС генератора:

де -фазное напруга синхронного двигуна кВ:

;

 - номінальний струм синхронного двигунакА:

;


>о.е.

>Синхронний генератор. Опір генератора під час розрахунків струмівКЗ зазвичай задаєтьсясверхпереходним опором, наведених до номінальним параметрами генератора :

>СверхпереходнуюфазнуюЭДС генератора:

де —фазное напруга синхронного генератора, кВ,

;

 — номінальний струм синхронного генератора, доА,

 

;.

 


>Линейное значенняЭДС одно

1.1 Розрахунок початкового значення періодичної складової струму притрехфазномКЗ для точки короткого замикання К3

Малюнок 1.2 –Расчетная схема для точки К3.

 >о.е.

 >о.е.

>о.е.

 

 


>о.е.

 >о.е.о.е.

>о.е.

  

>о.е.

>о.е.о.е.

>о.е.

  

 >о.е.

 >о.е.о.е.

 >о.е.о.е.

 >о.е.

 >о.е.

 >о.е.

 >о.е.


Малюнок 1.3 – Остаточно перетворена схема для точки К3.

Усі дані відомі до розрахунку початкового значення періодичної складової струмуКЗ для точки короткого замикання.

Малюнок 1.4 - Схема заміщення системи, що містить лише активні елементи.



 >о.е.

 >о.е.

>о.е.

 

>о.е.

 >о.е.о.е.

>о.е.

  


>о.е.

>о.е.о.е.

>о.е.

  

 >о.е.

 >о.е.о.е.

 >о.е.о.е.

 >о.е.

 >о.е.

 >о.е.

 >о.е.

Малюнок 1.5 – Остаточно перетворена схема.


Постійна часу загасанняапериодической складової струмуКЗi-ой галузі:

де , - результуючі еквівалентні опоруi-ой галузі,Ом; -синхронна кутова частота напруги мережі,рад/с (). Тоді стала часу кожної галузі:

 

1.2Расчет ударного струмутрехфазного короткого замикання у точці К3

Розрахунок ведеться для моменту часуt=0,01 з. Оскільки точка короткого замикання ділить задану схему на радіальні незалежні друг від друга галузі, то ударний струмКЗ визначається сумою ударних струмів окремих гілок:

1.3 Розрахунок чинного значення періодичної складової струму трифазного короткого замикання для точки К3

Розрахунок виробляємо для моменту часуt=0,1 з.

Чинне значення періодичної складової струму трифазного короткого замикання визначається:


де — ставлення чинного значення періодичної складової струму синхронного двигуна в початковий моментКЗ до номінальному току; — ставлення чинного значення періодичної складової струму асинхронного двигуна в початковий моментКЗ до номінальному току; — коефіцієнт, що характеризує згасання періодичної складової струмуКЗ від синхронного двигуна;

 — коефіцієнт, що характеризує згасання періодичної складової струмуКЗ від асинхронного двигуна.

Тепер визначимо коефіцієнт, що характеризує згасанняапериодической складової струмуКЗ обох моментів часу за графіками: ;, , .


1.4 Розрахунок початкового значення періодичної складової струму притрехфазномКЗ для точки короткого замикання К3 в поіменованих одиницях

Значенняедс джерел енергії і опорів елементів вихідної розрахункової схеми наводяться до обраної щаблі напруги по формулам

де Є. і Z – істинні значенняедс джерела енергії та опору елемента вихідної розрахункової схеми; і - їх наведені значення; до1, до2, – коефіцієнти трансформації трансформаторів,каскадно включені між основний щаблем напруги сіті й процитованими елементом.

Коефіцієнт трансформації трансформаторів визначається напрямі основної щаблі напруги мережі як ставлення напругихх обмотки, зверненої убік основний щаблі напруги мережі до напрузіхх інший обмотки.

>Ом

 >Ом

 >Ом

>Ом

>Ом


>Ом (це опір приводити непотрібно,т.к. воно вище розраховане щодо щаблі напруги 10 кВ).

 >Ом

 >Ом

>Ом

>Ом

>Ом

>Ом

кВ

кВ

кВ

кВ

кВ

 


Малюнок 1.6 –Расчетная схема для точки К3 в поіменованих одиницях.

 >Ом

 >Ом

 >Ом

  

 >Ом

 >ОмОм

 >Ом

  

 >Ом


 >ОмОм

 >Ом

 >Ом

  

  >Ом

 >ОмОм

 >ОмОм

 >Ом

 кВ

 >Ом

 кВ

Малюнок 1.7 – Остаточно перетворена схема.


2. ЗАВДАННЯ 2

Малюнок 2.1 –Расчетная схема для точки К1.

 >о.е.

 >о.е.

>о.е.

  >о.е.

 >о.е.о.е.

>о.е.

  


>о.е.

>о.е.о.е.

>о.е.

>о.е.

  

>о.е.

>о.е.о.е.

>о.е.

 >о.е.

 >о.е.

 >о.е.

 >о.е.

Малюнок 2.2 – Остаточно перетворена схема.


2.1 Нехай сталося замикання одній з фаз на грішну землю

На малюнку 2.2 представлена схема заміщення прямий послідовності приоднофазномКЗ. Ця схема аналогічна схемою заміщення симетричного трифазногоКЗ.

На малюнку 2.3 зображено згорнута схема щодо точки К1 для прямий послідовності.

З формул перетворення знаходимо параметри схеми:

Малюнок 2.3 – Схема заміщення прямий послідовності

На малюнку 2.4 зображено схема заміщення для зворотної послідовності, що складається аналогічно схемою заміщення прямий послідовності, алеЭДС джерел відсутня. Опору елементів струмів зворотної послідовності приймаються так само, як й у струмів прямий послідовності.


Малюнок 2.4 - Схема заміщення для зворотної послідовності приоднофазномКЗ.

>Результирующее опір зворотної послідовності з рівності опорів елементів послідовностей:

=>

Малюнок 2.5 - Схема заміщення для нульової послідовності приоднофазномКЗ

Розраховуємо струм прямий послідовності:

Струм аварійної фази:


Струми симетричних складових фази A:

СтрумКЗнеаварийних фаз:

Малюнок 2.6 -Векторная діаграма струмів


Симетричні складові напруг у місціКЗ представлені на векторної діаграмі напруг малюнку 2.7.

Малюнок 2.7 -Векторная діаграма напруг.


2.2 Розрахунок струму у точці К1 придвухфазном замиканні на грішну землю

Нехай сталося замикання на фаз B і З на грішну землю. Запишемо граничні умови:

Схеми заміщення всіх послідовностей придвухфазномКЗ на грішну землю таку ж, як і заоднофазномКЗ (рис. 2.1), тому залишилися тими самими і всі параметри схем заміщення.

Розраховуємо струм прямий послідовності:

Струм зворотної послідовності:

Струми нульової послідовності:

Струми ушкоджених фаз на місціКЗ:

трифазний струм електропостачання замикання


>Напряжения на місціКЗ:

>Рис. 4.6 -Векторная діаграма напруг а), і струмів б) у точцідвухфазногоКЗ на грішну землю.


>ЗАКЛЮЧЕНИЕ

У виконаному курсовому проекті не враховувалися:

- зрушення за фазоюЭДС та частоти обертання роторів синхронних генераторів, компенсаторів і електродвигунів;

- струмнамагничивания трансформаторів іавтотрансформаторов;

- насичення магнітних систем електричних машин;

- поперечна ємність повітряних ліній електропередач напругою 110 – 220 кВ, якщо їх довжина вбирається у 200 км.


СПИСОКИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛІТЕРАТУРИ

1. Ульянов С.А. Електромагнітні перехідні процеси в електричнихсистемах.-М.: Енергія, 1970. - 520 з.

2. Правила устрою електроустановок, 7-ме видання: М, 2000.

3. Методичні вказівки до виконання курсової роботи. М.А. Новожилов. Іркутський Державний технічний університет; Іркутськ, 2001.


Схожі реферати:

Навігація